Fachtypische Methoden in Chemie und Biologie - Merkblätter

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R. Fölting / C. Nießen: Merkblätter naturwissenschaftliches Arbeiten © Auer Verlag

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4. Fachtypische Arbeitsweisen (Chemie / Biologie)

Stofferkennung durch die Sinne

Mithilfe der Sinne kannst du Stoffe an ihren Eigenschaften wie Aussehen, Geruch, Geschmack oder Klang erkennen und bestimmen.

Bei Lebensmitteln und Speisen prüfen und bewerten wir mithilfe unserer fünf Sinne zum Beispiel ihre Qualität. Auch bei chemischen Stoffen geben uns die Sinne schon viele Informationen über deren Eigenschaften. Manchmal reicht schon ein Sinn zur Bestimmung des Stoffes aus.

Sinn / Sinnesorgan Beispiel Prüfung

Sehen / Augen Farbe Form Oberfläche Glanz

Ist die Farbe nur aufgetragen?

Farben vergleichen Ein Stoff kann viele

Formen haben.

Glanz durch Polieren ermitteln.

Riechen / Nase Flüssigkeiten wie Essig oder Haushaltsreiniger süß / sauer

ätzend

Vorsichtiges Zufächeln Vorsicht bei ätzenden

Stoffen wie Säuren oder Gasen! Sie reizen die Schleimhäute.

Schmecken / Zunge süß sauer salzig bitter umami

Geschmacksprobe grundsätzlich nur auf ausdrückliche Anweisung des Lehrers durchführen!

Geschmack nur bei Lebensmitteln prüfen!

Hören / Ohren Durch Anschlagen:

dumpfer Klang schriller Ton

klirrendes Geräusch

An der Art des Klanges kann man auf das Material schließen:

Glas Metall Holz Kunststoff Tasten / Fingerspitzen Temperatur

Oberfläche Konsistenz

Metalle fühlen sich eher kalt an, Holz eher warm.

Raue oder glatte Oberflächen Weich oder hart

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Heterogene Gemische

Du lernst, dass bei heterogenen Gemischen die Stoffe uneinheitlich und meist unter dem Mikroskop zu erkennen sind. Du erfährst, welche unterschiedlichen

Arten es gibt und wodurch sie sich unterscheiden.

Gemenge: Feststoff und Feststoff

z. B. Studentenfutter, Brausepulver, Sand, Tütchensuppe Die verschiedenartigen Bestandteile sind mit der Lupe zu erkennen. Sie lassen sich leicht wieder trennen. Jeder Bestandteil hat seine Eigenschaften beibehalten.

Suspension: Feststoff und Flüssigkeit z. B.Fruchtsaft mit Fruchtfleischanteil

Unterschiedlich große Teile des Feststoffes werden in einer Flüssigkeit (meist Wasser) für kurze Zeit verteilt. Die größeren Teile setzen sich schnell wieder ab und sind dann wieder zu erkennen, die kleineren Teile schweben länger in der Flüssigkeit. Die Flüssigkeit ist trüb.

Emulsion: Flüssigkeit und Flüssigkeit z. B. Milch, Öl in Wasser

Schüttelt man Öl in Wasser, so sieht man die ganz feinen Tröpfchen des Öls mit dem bloßen Auge. Das Öl setzt sich wieder ab. Die Flüssigkeit ist trüb.

In der Milch erkennt man die Fettbestandteile erst unter dem Mikroskop. Auch hier setzt sich das Fett oben ab (Sahne) oder kann herausgeschlagen werden (Butter).

Schaum: Gas in Flüssigkeit z. B. Eischnee, Badeschaum

Der gasförmige Stoff „Luft“ wird durch Aufschlagen in das Eiweiß gebracht.

Für einen Cappuccino etwa schlägt man Milch auf, den Milchschaum.

Rauch, Nebel: Feststoff oder Flüssigkeit in Gas

z. B. Wasserdampf, Fettschwaden beim Kochen, Ruß in der Luft Wenn Feststoffteilchen in Gas fein verteilt sind, spricht man von Rauch, der z. B. beim Verbrennen von Fett auftreten kann.

Flüssigkeitsteilchen wie Wasser, die in der Luft verteilt sind, bezeichnet man als Nebel.

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Trennverfahren 3 – Lösung

Du lernst, wie man aus Lösungen die gelösten Stoffe wiedergewinnen kann.

Gemischtyp Beispiel Trennverfahren Zu nutzende

Eigenschaften

Lösung

Salzwasser Verdunsten,

Eindampfen Siedetemperatur

Wein Destillieren Siedetemperatur

Filzstiftfarben Chromatografieren Löslichkeit, Laufverhalten

Verdunsten lassen

Eine einfache Variante zur Trennung von Lösungen wie Salzwasser ist das Verdunsten durch stehen lassen an einem warmen Ort. Das Wasser verdunstet langsam, die festen Stoffe (Salzkristalle) bleiben zurück.

Eindampfen

Bei klaren Lösungen eignet sich zur Trennung das Verfahren des Eindampfens.

Man kann beispielsweise Mineralwasser auf einem Uhrglas über einer Kerzen- oder Brennerflamme eindampfen, die gelösten Salze bleiben zurück.

Destillieren

Ein etwas aufwendigeres Trennverfahren ist das Destillie- ren, bei dem man nicht nur den vorher gelösten Feststoff, sondern auch das Lösungsmittel erhält. Man erhitzt die Lösung und die verdampfende Flüssigkeit wird aufgefan- gen. Achtung, die Glasscheibe kann sehr warm werden!

In der Schule wird dieses Verfahren meist mit der abge- bildeten Destillations-Apparatur durchgeführt.

Chromatografieren

Um herauszufinden, welche Farben in schwarzen oder anders farbigen Filzstiften enthalten sind, kann man das Verfahren der Chromatografie anwenden.

Man tupft mit Filzstiften einen Punkt an den unteren Rand eines Lösch- oder Filterpapiers und hängt dieses in ein mit wenig Wasser gefülltes Becherglas, sodass das Papier ein wenig in das Wasser ragt. Das Papier saugt vom Farbtupfer ausgehend nun die Flüssigkeit auf. So nimmt sie auf ihrem Weg nach oben die verschiedenen Farbstoffe unterschiedlich weit mit.

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Du lernst, Pflanzen genau zu betrachten sowie durch Bestimmungshilfen deren Namen und Besonderheiten herauszufinden.

Es gibt Bestimmungsbücher, die entweder nach der Blütenpflanze / -farbe (1) oder nach den Lebensräumen (2) der Pflanzen sortiert sind oder beide Aspekte kombinieren.

Bei den Samenpflanzen kannst du etwa unterscheiden:

Pflanzen bestimmen

Du solltest betrachten:

Du solltest immer aufschreiben:

den deutschen Namen Gänseblümchen die Pflanzenfamilie Korbblütler

den Fundort Wiese hinter der Schule

das Datum 17.03.2018

Zum Erkennen sehr kleiner Merkmale solltest du eine Lupe zu Hilfe nehmen.

Mit dem Stichwort „Pflanzenbestimmung“ findest du Onlineportale, die dich mithilfe weniger Merkmale zu einer Bilderauswahl führen.

Tipps:

„Blütenpflanzen“ „Laubbäume“

Blütenfarbe Blütenform Blattform Blattstellung Größe

evtl. Fruchtbeschaffenheit

Wuchsform Größe Blattform Blattstellung Struktur der Rinde

evtl. Fruchtbeschaffenheit

Du findest unter z. B. (1) Blütenfarbe: weiß

eine Abbildung des Gänse- blümchens, den deutschen, den botanischen Namen und einige Merkmale.

Pflanzengröße: 3–20 cm Blütengröße: 1–2,5 cm Blühmonat: II–XI

Du findest unter z. B. (2)

Lebensraum Wiesen / Weiden eine Abbildung des Gänse-

blümchens und eine knappe Beschreibung:

bis 20 cm

Blätter: spatelförmig, rosettig